(57)【要約】  【課題】  製造の手間を軽減し再生音圧レベルの高い高効率の薄型スピーカを提供する。  【解決手段】  周囲に設けられたエッジ３を介してフレーム５に支持された振動板２と、前記振動板２の一部に固着され外面にボイスコイル７が巻き回された細長形状のコイルボビン６と、互いに平行な直線状で両端が開放した磁気ギャップ１７ａ、１７ｂを有するヨーク部材１４，１５，１６とを有し、前記コイルボビン１６の中間部１８が前記ヨーク部材の磁気ギャップ１７ａ、１７ｂ内に配置される一方、両端１９が前記磁気ギャップ外に位置するように前記フレーム５内に配設された複数の磁気回路ユニット１０と、前記それぞれのコイルボビン１６の両端下部と前記フレーム５とに連結され、前記コイルボビン１６をそれぞれ支持する支持部材８と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に設けられたエッジを介してフレームに支持された振動板と、
前記振動板の一部に固着され外面にボイスコイルが巻き回された細長形状のコイルボビンと、互いに平行な直線状で両端が開放した磁気ギャップを有するヨーク部材とを有し、前記コイルボビンの中間部が前記ヨーク部材の磁気ギャップ内に配置される一方、両端が前記磁気ギャップ外に位置するように前記フレーム内に配設された複数の磁気回路ユニットと、
前記それぞれのコイルボビンの両端下部と前記フレームとに連結され、前記コイルボビンをそれぞれ支持する支持部材と、を備えることを特徴とするスピーカ。
【請求項２】
前記振動板は略矩形であり、前記コイルボビンは、互いに平行に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のスピーカ。
【請求項３】
前記コイルボビンは、長手方向面が互いに平行で、両端側が円弧上の面に構成されているトラック形状であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスピーカ。
【請求項４】
前記コイルボビンは、前記両端部に下方に伸びる突状部が設けられた底壁を有し、
前記フレームは、前記突状部が設けられる位置に貫通孔を備え、
前記支持部材は、前記フレームの外底面に配置され前記貫通孔を通して前記突状部に連結することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載のスピーカ。
【請求項５】
前記支持部材は、薄板状に構成されフレームに連結される外側部と、前記突状部が挿入される固定穴が設けられた内側部とを有し、前記内側部が外側部の厚み方向に変位するように構成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載のスピーカ。
【請求項６】
前記支持部材は、前記外側部と内側部を接続する接続部を有することを特徴とする、請求項５に記載のスピーカ。
【請求項７】
前記磁気回路ユニットに設けられているヨーク部材は、複数個が間欠的に設けられており、
前記コイルボビンは、前記複数のヨーク部材間の隙間に短手方向に対向する面を連接する補強部材を備えること特徴とする、請求項１から６のいずれか１つのスピーカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型のテレビやディスプレイなどの音響機器において、特に低音再生に好適なスピーカに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型テレビや薄型ディスプレイなどにおいては、特許文献１（特開２０１１−８７１４６号公報）に示すように高音用、中音及び低音用のスピーカを備える場合が多い。これは、薄型テレビでは、スピーカの組み入れスペースが小さく、小型薄型のスピーカが好適に用いられる一方、このスピーカは低音をクリアに再生できないため、別途低音用のスピーカを併用している。
【０００３】
一般には、低音用のスピーカは大きな振動板を有しており、コーン型の振動板の大きさに応じて高さ寸法（振動板の法線方向の寸法）も大きいものであることが多い。このため、これらの大きなスピーカをどのようにして限られたスペースに搭載するかについては、広く研究されている。
【０００４】
このため、その高さ方向の寸法が大きくなりがちな低音用のスピーカをできるだけ薄型化する技術が求められている。例えば、特許文献２（特開２０１０−２８８０８８号公報）などに開示されているように、パネル型の平板スピーカが用いられている。
【０００５】
特許文献２に開示の平面スピーカは、コーン状の振動板を用いることなく、薄型のスピーカを提供するものである。当該平面スピーカは、線状の加振装置を互いに平行に、又は複数個の環状の加振装置を基板上に取り付けた構成であり、加振装置の振動板で発生した音声のうち低周波のものは基板に伝搬され基板が振動することによって低音の音声が再生される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８７１４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８８０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この平面スピーカは、個々の加振装置がマグネット、ボイスコイル、振動板などを有しており、その構成が複雑である。また、それぞれの加振装置は独立して基板に設けられるため、それぞれの加振装置への給電構造が複雑になり、個々のボイスコイルへの電気信号の供給にずれが生じる可能性がある。さらに、構成が複雑な加振装置の支持を基盤のみでする構成であるため、基板には相当な強度が求められ、この結果、低音発生時における音声が不鮮明になるという問題があった。
【０００８】
また、加振装置自体に振動板が設けられており、加振装置の振動を基板に伝搬させる構成であるため、基板の垂直振動が不安定となるという問題を有していた。
【０００９】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、簡単な構成で製造の手間を軽減し再生音圧レベルの高い高効率を実現することができる薄型のスピーカを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のスピーカを提供する。
【００１１】
本発明の第１態様によれば、周囲に設けられたエッジを介してフレームに支持された振動板と、
前記振動板の一部に固着され外面にボイスコイルが巻き回された細長形状のコイルボビンと、互いに平行な直線状で両端が開放した磁気ギャップを有するヨーク部材とを有し、前記コイルボビンの中間部が前記ヨーク部材の磁気ギャップ内に配置される一方、両端が前記磁気ギャップ外に位置するように前記フレーム内に配設された複数の磁気回路ユニットと、
前記それぞれのコイルボビンの両端下部と前記フレームとに連結され、前記コイルボビンをそれぞれ支持する支持部材と、を備えることを特徴とするスピーカを提供する。
【００１２】
本発明の第２態様によれば、前記振動板は略矩形であり、前記コイルボビンは、互いに平行に設けられていることを特徴とする第１態様のスピーカを提供する。
【００１３】
本発明の第３態様によれば、前記コイルボビンは、長手方向面が互いに平行で、両端側が円弧上の面に構成されているトラック形状であることを特徴とする第１又は第２態様のスピーカを提供する。
【００１４】
本発明の第４態様によれば、前記コイルボビンは、前記両端部に下方に伸びる突状部が設けられた底壁を有し、
前記フレームは、前記突状部が設けられる位置に貫通孔を備え、
前記支持部材は、前記フレームの外底面に配置され前記貫通孔を通して前記突状部に連結することを特徴とする、第１から第３態様のいずれか１つのスピーカを提供する。
【００１５】
本発明の第５態様によれば、前記支持部材は、薄板状に構成されフレームに連結される外側部と、前記突状部が挿入される固定穴が設けられた内側部とを有し、前記内側部が外側部の厚み方向に変位するように構成されていることを特徴とする、第１から第４態様のいずれか１つのスピーカを提供する。
【００１６】
本発明の第６態様によれば、前記支持部材は、前記外側部と内側部を接続する接続部を有することを特徴とする、第５態様のスピーカを提供する。
【００１７】
本発明の第７態様によれば、前記磁気回路ユニットに設けられているヨーク部材は、複数個が間欠的に設けられており、
前記コイルボビンは、前記複数のヨーク部材間の隙間に短手方向に対向する面を連接する補強部材を備えることを特徴とする、第１から第６態様のいずれか１つのスピーカを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ヨーク部材の磁気ギャップを両端が開放した互いに平行な直線状のものとすることにより簡単な構成とすることができ、また、ボイスコイルとの隙間調整が容易なため、製造工程を容易にすることができる。さらに、コイルボビンを短手方向に対向する面が平行な細長い形状とすることで、振動板に広く駆動力を伝えることができ、振動板の振動直線性が大きくなることから、分割共振モードの発生を抑えることができる。
【００１９】
さらに、コイルボビンの両端下部を支持部材により支持することにより、コイルボビンを支持する振動板と支持部材との間の距離が大きくなり、振動板の垂直振動の安定性を向上させることができる。よって、スピーカの高さ寸法を小さくすることができる。したがって、高音声レベルでありながら耐入力性を兼ね備えた薄型のスピーカを提供することができる。また、複数の磁気回路ユニットを設けることで、大きな振動板を効率よく駆動させることができ、低音再生に適したスピーカを簡単な構成で薄型に構成することができ、また、再生音圧レベルの高い高効率を実現することができる。
【００２０】
本発明の第２態様によれば、矩形の振動板に、並行に設けたコイルボビンを設けることにより、振動板全体に効率よく振動を与えることができる。よって、再生音圧レベルの高い高効率を実現可能な低音再生に適したスピーカを薄型化することができる。
【００２１】
本発明の第４態様及び第５態様によれば、コイルボビンと支持部材の固定を容易にすることができ、また、コイルボビンを補強することができることから、コイルボビンを薄肉化して軽量化することができる。また支持部材を下側から容易に取り付けることができるので、組立ての効率を高くすることができ、スピーカを小型化することができる。
【００２２】
本発明の第６態様によれば、支持部材を薄板状に構成することができ、コイルボビンの下側に設けられる支持部材の取り付けスペースを小さくして、スピーカの高さ寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態にかかるスピーカの外観構成を示す斜視図である。
【図２】図１のスピーカの内部構造を示す平面図である。
【図３】図１のスピーカの組立分解図である。
【図４】図１のスピーカの磁気回路ユニットの組立分解図である。
【図５】図２のスピーカのＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】図２のスピーカのＢ−Ｂ線における断面図である。
【図７】図２のスピーカのＣ−Ｃ線における断面図である。
【図８】図６の拡大断面図である。
【図９】コイルボビンの両端部近傍の部分拡大一部断面図である。
【図１０】支持部材の他の構成を示す図である。
【図１１】支持部材とフレームの取り付け構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかるスピーカの構成を示す図であり、フレーム内部に４つの磁気回路ユニットを取り付けた例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態に係るスピーカについて、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態にかかるスピーカの外観構成を示す斜視図である。図２は、図１のスピーカの内部構造を示す平面図であり、振動板を取り除いた状態を示している。本発明のスピーカ１は、取り付け空間の小型化が要望されている薄型のテレビなどの電子機器に用いられる低音再生に適したスピーカである。
【００２６】
本実施例のスピーカ１は、一辺が約１００ｍｍの略正方形のフレーム５内に磁気回路ユニット１０などの各種部材を収容する。フレーム５の上面には、振動板２が設けられる。
【００２７】
振動板２の外周端には、エッジ３が接着されており、さらにエッジ３の外周側には、上部フレーム４が設けられている。上部フレーム４は、略正方形のフレーム５に対応した略正方形状に構成されている。なお、本実施形態においては、振動板２、エッジ３、上部フレーム４はそれぞれ別部材で構成されているが、薄い樹脂フィルム膜などを用いて１つの部材として構成されていてもよい。
【００２８】
エッジ３は、柔軟性を有する素材で形成されており、例えば発泡ゴムなどが好適に用いられる。エッジ３は、振動板２の全周を支持し、振動板２全体が一体的に垂直振動できるようにする。
【００２９】
上部フレーム４は、エッジ３の周囲に設けられ、フレーム５と振動板２を連結するための部材である。振動板２及びエッジ３は、フレーム５の上面に上部フレーム４を介して固定される。
【００３０】
磁気回路ユニット１０は、ヨーク部材及びコイル部材とから構成されており、ヨーク部材はフレーム５に固定され、コイル部材は振動板に固定され、後述するように支持部材８によって下側から支持されている。
【００３１】
振動板２の裏面には、磁気回路ユニット１０のコイル部材を構成する部品であるトラック形のコイルボビン６が一対設けられる。本実施形態では、コイルボビン６は、振動板２の対向する２辺に沿って互いに平行に設けられている。
【００３２】
トラック形のコイルボビン６の側壁６ａの周囲には、全周にわたってボイスコイル７が巻き回されている。コイルボビン６の長手方向長さは、概ね７０ｍｍ程度である。
【００３３】
フレーム５の上方に設けられた開口には、振動板２の上部フレーム４が係合する。フレーム５の開口部分は振動板２に対応した形状の段差で構成された振動板固定部１１が設けられており、振動板２とフレーム５との取り付け位置が特定される。
【００３４】
図３は、図１のスピーカの組立分解図である。図４は、図１のスピーカの磁気回路ユニットの組立分解図である。図５は、図２のスピーカのＡ−Ａ線における断面図である。図６は、図２のスピーカのＢ−Ｂ線における断面図である。図７は、図２のスピーカのＣ−Ｃ線における断面図である。
【００３５】
図３に示すように、本実施形態にかかるスピーカ１のフレーム５には、ヨーク部材を特定位置に固定するヨーク固定部３０と端子板９を固定するための端子板固定部３１とが設けられている。ヨーク固定部３０は、ヨーク部材中のヨーク１４の外側を狭持するための２枚の立壁で構成されており、内面にヨーク１４と係合するための突起３２が設けられている。ヨーク１４には、当該突起３２と係合する係合孔１４ｂが設けられている。
【００３６】
端子板固定部３１は、端子板９の外縁を係止する突起を備え、端子板９を２つのヨーク部材の中間部分に固定する。端子板９には電力線３３及びそれぞれの磁気回路ユニット１０からのコイル引き出し線７ａが接続されている。電力線３３から供給される音声信号は、端子板９を介してコイル引き出し線７ａに送られる。なお、フレーム５の端子板固定部３１の近傍には、電力線３３をフレーム底面側へ案内及び固定するためのガイド部３４が設けられている。
【００３７】
ヨーク固定部３０の両端側には、支持部材配置孔５４が設けられている。支持部材配置孔５４は後述するように、コイルボビン６の両端部に設けられている突状部２１がフレームの底壁と干渉しないようにするための逃げの機能を持たせるものであり、さらに、外側から設けられる支持部材８を位置決めする。
【００３８】
ヨーク部材は、図４に示すように、フレーム５の特定箇所に固定される細長形のヨーク１４と、ヨーク１４の底部に配置される配置されるマグネット１５と、マグネットの上に設けられるポール１６とから構成されている。
【００３９】
ヨーク１４は、断面がコの字状の磁性体金属で構成されており、底面１４ａにマグネット１５が配置される。細長形のマグネット１５は細長形に構成されており、ポール１６もマグネット１５とほぼ同形の細長形状である。マグネット１５及びポール１６は、間に間隙１５ａをおいてヨーク１４内に２つ配置される。当該間隙１５ａは、後述するコイルボビン６の補強部材２０ａが配置される。
【００４０】
ヨーク１４側面の長辺とポール１６側面の長辺との間には、均等な幅を有する互いに平行な二辺の直線状の磁気ギャップ１７ａ、１７ｂが形成される。磁気ギャップ１７ａ、１７ｂは、両端が開放しており、幅寸法はスピーカのサイズによって多少の違いが見られるが概ね数ｍｍ程度に構成されている。
【００４１】
本実施例のマグネット１５は、残留磁化および保磁力が大きく、小さい体積でも保磁力の強いＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の希土類磁石を用いるが、特に限定されるものではなく、フェライト系磁石であってもよい。なお、希土類磁石とは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のネオジウム磁石、もしくは、Ｓｍ−Ｃｏ系のサマリウムコバルト磁石であって、磁石の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが大きな値となる点が特徴である。
【００４２】
振動板２に設けられるコイルボビン６は、トラック形状の筒状体であり、ジュラルミンやアルミニウムなどの軽金属、耐熱樹脂フィルムなどをプレス成形して製造することができる。本実施形態では、放熱効果が大きいアルミニウムのプレス加工品が用いられている。コイルボビン６は、中間部分が直線部１８であり、両方の端部１９が半円形状を有するトラック形状に構成されている。直線部１８を構成するコイルボビン６の短手方向に対向する２面は、互いに平行である。
【００４３】
直線部１８は、図６に示すように、その一部分が磁気回路ユニット１０の磁気ギャップ１７ａ，１７ｂに配置され、一方、両端部１９は、磁気回路ユニット１０の磁気ギャップ１７ａ，１７ｂ外に配置される。直線部１８のみを磁気回路ユニット１０の対向する磁気ギャップに配置することにより、ヨーク１４及びマグネット１５の幅によって磁気ギャップ間の位置調整を容易にすることができる。
【００４４】
また、コイルボビン６の直線部１８及び磁気ギャップ１７ａ，１７ｂは、互いに並行に構成されているため、磁気回路ユニット１０とボイスコイル７との長手方向の相対位置関係の調整は、多少のずれがあってもよい。
【００４５】
コイルボビン６は、中央部に補強部材２０ａが設けられている。補強部材２０ａはトラック形状のコイルボビン６の変形を防止するために、対向する２つの直線部１８の下端同士を接続するものである。上記のように、マグネット１５及びポール１６は、２つに分割されて構成されているため、補強部材２０ａは、当該２つのマグネット１５及びポール１６の間隙１５ａに配設される。
【００４６】
図８は図６の拡大断面図である。コイルボビン６は、図７に示すように、外側壁４０の全周にわたってボイスコイル係止部４１と補強リブ４３が設けられている。ボイスコイル係止部４１は、外側壁４０に設けられた段差構造を有しており、空巻きして形成されたボイスコイル７をトラック形状にしてボイスコイル係止部４１に挿入して、上端の段差４２に突き当てることによりボイスコイル７の位置決めを行う。
【００４７】
コイルボビン６の側壁上部に形成された補強リブ４３は、振動板２の底面との接着に用いられる。
【００４８】
外側壁４０の上端に設けられた補強リブ４３と及び、コイルボビン６の中央下部に設けられた補強部材２０ａによって、コイルボビン６の直線部１８に外力が加わっても、その変形を防止することができる。
【００４９】
図９は、コイルボビンの両端部近傍の部分拡大一部断面図である。コイルボビン６の両端下部は、薄い板状の支持部材８と連結し、後述するように支持部材８を介してフレーム５に固定されている。支持部材８は、コイルボビン６を下側から支持する。
【００５０】
コイルボビン６の両端部１９には、図８に示すように、底板２０が設けられている。底板２０の下面には、突状部２１が設けられている。突状部２１は、下側に伸び、支持部材８の固定孔２５に挿入されて支持部材８を固定する。
【００５１】
支持部材８は、板状の部材であり、ほぼ相似形に構成された外周部２４及び内周部２２が同心位置に配置され、両者の間に接続部の一例としてのプリーツ２３が設けられている。プリーツ２３によって、外周部２４と内周部２２がその厚み方向に移動することができる。
【００５２】
本実施形態においては、支持部材８は、略円板状の布成形品で構成され、中心部分に設けられた固定孔２５を有する内周部２２がプリーツ２３によって、最外周部に位置する外周部（フランジ）２４と接続されている。固定孔２５にはコイルボビン６の突状部２１が挿通されてコイルボビン６と接続し、外周部２４はフレーム５の支持部材配置孔５４に接続される。
【００５３】
支持部材８は、その面に交差する方向の力が加わると、プリーツ２３が変形してフランジ２４と固定孔２５との高さ方向の変位を吸収する。
【００５４】
なお、支持部材８は、上記の機能を有するものであればその構造は特に限定されるものではない。また、材質は、金属板や樹脂板なども好適に用いられる。図１０に支持部材８の変形例を示す。図１０の支持部材８は、合成樹脂の薄板で構成されており、外周部２４と内周部２２が細い接続部２３で接続された構成である。
【００５５】
支持部材８は、図１１に示すようにフレーム５の底面外側から支持部材配置孔５４に取り付けられる。フレーム５底面の支持部材配置孔５４は、支持部材８を配置するための貫通孔である。上記のようにコイルボビン６の突状部２１は、下向きに突出して設けられているため、一部分が支持部材配置孔５４内に位置している。この状態で、フレーム底面外側から支持部材８の外周部２４を支持部材配置孔５４の周縁に取り付け、さらに支持部材８の内周部２２の固定孔２５に突状部２１を挿入させる。この取り付け方法により容易な工程でフレーム５とコイルボビン６とが支持部材８を介して連結できる。
【００５６】
また、支持部材配置孔５４内にコイルボビン６の突状部２１が配置されることで、フレーム５の厚み寸法を小さくすることができ、スピーカを薄型化することができる。
【００５７】
このように配置された支持部材８とコイルボビン６は、定常時には、支持部材８がコイルボビン６を下側から支持する。なお、支持部材８は、プリーツ２３が同心円状に設けられているため、その面に沿ったいずれの方向からの応力についても支持力を発揮することができ、例えば、振動板２が正面を向くような向きにスピーカ１を配置したとしても、コイルボビン６を支持することができる。
【００５８】
スピーカ１の使用時において、コイルボビン６の垂直振動に伴って、支持部材８が変形する。上記のようにコイルボビン６は、上端が振動板２に固定され、下端を支持部材８により支持されているため、支持箇所の間隔が広く、安定した垂直振動を確保することができる。また、安定した垂直振動を確保しながらフレーム５の高さを小さくすることができるため、薄型のスピーカを実現することができる。
【００５９】
上記構成により、コイルボビン６は、振動板２と支持部材８とで、上下から支持されることとなり、振動板２に加わる応力は軽減される。したがって、音圧レベルを高めるためにコイルボビン６を大きく構成したとしても、振動板２に加わる応力が軽減されるため、振動板を薄肉化、軽量化することができる。したがって、大型のコイルボビン６による音圧レベルの向上に加えて、振動板の軽量化に伴う音圧レベルの向上を実現することができる。
【００６０】
図１２は、スピーカの振動板とコイルボビンの他の取り付け構造例を示す図である。この例では、スピーカの振動板に２対のコイルボビンを用いており、振動板の各辺に沿って平行にコイルボビンを取り付ける。この例によれば、振動板に垂直振動を与える構造を多くすることができ、より高出力のスピーカとすることができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかるスピーカによれば、支持部材８と振動板２とで狭持するようにコイルボビン６を支持する。このため、コイルボビン６を大型化しても振動板２の補強が少なくてすみ、再生音圧のレベルを高めることができる。また、コイルボビン６を支持する箇所の距離を大きくすることができるため、振動板２の振動直線性を高めることができ、スピーカの薄型化を図ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、コイルボビン６と支持部材８との連結構造は、コイルボビンの両端下部に薄板状の支持部材を取り付ける構成であれば広く適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  スピーカ
２  振動板
３  エッジ
４  上部フレーム
５  フレーム
６  コイルボビン
７  ボイスコイル
８  支持部材
９  端子板
１０  磁気回路ユニット
１１  振動板固定部
１４  ヨーク
１５  マグネット
１６  ポール
１７ａ，１７ｂ  磁気ギャップ
１８  直線部
１９  端部
２０  底板
２０ａ  補強部材
２１  突状部
２２  内周部
２３  プリーツ（接続部）
２４  外周部
２５  固定孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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